Murata Rauschunterdrückung in der Audioleitung von Home-Audio

Probleme mit Audioleitungen im Home-Audio

Induktivitäten werden in der Regel als EMI-Unterdrückungskomponenten zur Unterdrückung von Rauschen in elektronischen Bauteilen eingeführt. Um eine hohe Qualität in Heim-Audio-Applikationen zu gewährleisten, sind Rauschunterdrückungsprodukte mit geringer Verzerrung für die Audioleitungen erforderlich. In einigen Fällen ist die Rauschunterdrückung auch für die Stromversorgungsleitung erforderlich, um die Anforderung der EMV-Standards zu erfüllen (Abbildung 1, unten).

Produkt–Anwendungsfälle nach Ausgabeklasse

Eigenschaften und Leistung

Eigenschaften der Audioverzerrung und Rauschunterdrückungsleistung von Audioleitungs-Rauschfiltern
Die Eigenschaften der Audioverzerrung von gängigen Ferritperlen und des NFZ_SD-Audio-Leitungsfilters von Murata sind in Abbildung 2 (unten) dargestellt.

Während gängige Ferritperlen eine hohe Audioverzerrung aufweisen, tritt dies in der NFZ_ SD-Baureihe nicht auf, da diese Bauteile Impedanzeigenschaften aufweisen, die sich nicht ändern, selbst wenn ein großer Strom fließt. Dieses Merkmal ermöglicht eine Rauschunterdrückung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Audioqualität ohne Filter.

Audioeigenschaften (THD + N) von gängigen Ferritperlen und Audioleitungsfiltern

Vorteile der Rauschunterdrückung

Home-Audio-Lautsprecher haben im Vergleich zu Smartphones und anderen mobilen Geräten eine sehr große Ausgabe, d. h. also, ein hoher Strom (Signal) fließt durch die Rauschunterdrückungskomponenten. Die Eigenschaften von Rauschunterdrückungsprodukten, die Ferritmaterialien verwenden, ändern sich, wenn ein Strom fließt. Daher ist bei der Auswahl Vorsicht geboten.

Als Beispiel zeigt Abbildung 3 (unten) die Änderungen der Impedanzeigenschaften eines Rauschunterdrückungsprodukts, wenn ein Strom fließt. Die linke Seite zeigt die Eigenschaften von Ferritperlen mit einem Nennstrom von 5 A und die rechte Seite zeigt die NFZ_SD-Baureihe von Murata. Die Impedanzeigenschaften von NFZ_SD ändern sich nicht, selbst wenn ein großer Strom fließt, so dass eine Rauschunterdrückungsleistung aufrechterhalten werden kann. Da die Lautstärkenausgabe von einem Lautsprecher nicht konstant ist, ist der Einsatz eines Filters mit Impedanzeigenschaften erforderlich, der für die Rauschunterdrückung keine Schwankungen aufweist.

Darüber hinaus sind Unterdrückungsprodukte mit einer hohen Impedanz in diesem Band wirksam, da das Rauschen, das in einem digitalen Verstärker auftritt, über ein Spektrum von bis zu mehreren 100 MHz verfügt. Die NFZ_SD Filter von Murata bieten eine wirksame Rauschunterdrückung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Audioqualität.

Frequenzeigenschaften von gängigen Ferritperlen und Audiofiltern während der DC-Überlagerung

Rauschunterdrückung – Beispiele

Unterdrückungsbeispiel 1: Auswirkungen der Länge der Lautsprecherkabel
Home-Audio-Lautsprecher reichen von herkömmlichen großen Lautsprechern bis hin zu kleineren Versionen. Die Länge der Lautsprecherkabel ändert sich je nach Größe der Audiogeräte, was bedeutet, dass sich auch die Rauschpegel entsprechend ändern.

Als Beispiel zeigt Abbildung 4(a) (unten) die Ergebnisse der Messung des Pegels von abgestrahltem Rauschen, wenn die Länge eines Lautsprecherkabels geändert wird. Mit zunehmender Länge steigt auch der Rauschpegel, der vom Kabel abstrahlt, so dass die Rauschunterdrückung für eine klare Rauschregelung unerlässlich ist.

Abbildung 4(B) (unten) zeigt die Ergebnisse nach der Rauschunterdrückung. Die Rauschregelung kann durch die Verwendung des NFZ_SD Audioleitungsfilters in der Lautsprecherleitung gelöscht werden.

Blockdiagramm von Smartphone-Audioschaltungen

Unterdrückungsbeispiel 2: Vergleich mit gängigen Ferritperlen
Abbildung 5 (unten) zeigt die Ergebnisse der Messung des abgestrahlten Rauschens, wenn die Rauschunterdrückung im Verstärker der Klasse D eines Home-Audio-Bauelements verwendet wird.

Ein NFZ_SD-Audio-Leitungsfilter von Murata und gängige Ferritperlen wurden als Unterdrückungskomponenten verwendet.

Während der NFZ_SD Filter erhebliche Rauschunterdrückungseffekte aufweist, auch wenn ein hoher Strom fließt, ist die Rauschunterdrückung von gängigen Ferritperlen unzureichend, wenn die Stromstärke groß (2,4 A) ist. Dies führt zu einem abgestrahlten Rauschen, das den Standardwert übersteigt.

Dies ist auf die Überlagerungseigenschaften der Komponente zurückzuführen. Die NFZ_SD-Baureihe hält eine wirksame Rauschunterdrückung auch bei fließendem großem Strom aufrecht, was bedeutet, dass sie wirksam für die Rauschunterdrückung in Audioleitungen von Home-Audioanlagen sein kann.

Ergebnisse der Messung von abgestrahltem Rauschen für einen Verstärker der Klasse D

Empfohlene Audioleitungsfilter-Produkte

Wie oben erläutert, muss eine Verschlechterung der Audioqualität unbedingt vermieden werden und gleichzeitig müssen die Zielmerkmale für den Rauschpegel und die Empfangsempfindlichkeit in Audioleitungsrausch- und Isolations-Gegenmaßnahmen erreicht werden.

Um beide Anforderungen zu erfüllen, bietet Murata Audioleitungs-Rauschfilter der NFZ- und LQW-Baureihe an. Die Verwendung dieser Audioleitungs-Gegenmaßnahmen ermöglicht Herstellern das Design von Smartphones, die mit Miniatur-Audioschaltungen von hoher Qualität ausgestattet sind.

Community-Forum

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